حساب أحمال النظام الشمسي، تعد هذه الخطوة أولى الخطوات التي يجب عليك معرفتها عند البدء في حسابات النظام الشمسي، ويهدف هذا الموضوع إلى توضيح خطوة مهمة من خطوات تصميم النظام الشمسي إلا وهي طريقة حساب الأحمال الكهربائية المطلوب تشغيلها من خلال نظام شمسي متكامل.
لذلك عليك قراءة هذا الموضوع بكافة تفاصيله لأنه مبني بشكل تسلسلي في التوضيح مع ذكر أمثلة بالجداول والقوانين الكهربائية.
خطوات حساب الأحمال الكهربائية
- أولاً: فرز الأحمال الكهربائية حسب الصنف.
- ثانياً: إيجاد قدرة كل حمل من كل صنف (أي إذا كنت تريد وضع 15 لمبة عليك فقط تحديد قدرة اللمبة الواحدة إذا كانت جميع اللمبات بنفس القدرة وهكذا مع الباقي).
- ثالثاً: تحديد عدد الأحمال بكل صنف.
- رابعاً: تحديد مدة التشغيل لكل صنف.
- خامساً: إيجاد الطاقة المستهلكة لكل صنف.
- سادساً: جمع الطاقة المستهلكة الكلية.
- سابعاً: مراعاة الأحمال التي بها تيار بدء تشغيل عالي لحظة التقويم، حيث يجب جمعها لتحديد الانفرتر المناسب لتحمل إجمالي تيار بدء التشغيل.
ملحوظة مهمة جداً: عند حساب الأحمال الكهربائية لنظام شمسي يجب الفصل بين أحمال النهار وأحمال الليل، بحيث يكون لكلاً منهما جدول منفصل.
اقرأ أيضاً: حساب عدد بطاريات النظام الشمسي
لماذا يجب حساب النهار بشكل مفصول عن أحمال الليل في أنظمة الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة؟
لأن أحمال النهار يتم تغذيتها من الألواح الشمسية في العادة إذا توفرت أشعة الشمس، بينما أحمال الليل بتم تغذيتها من البطاريات الكهربائية.
لهذا يتم تحجيم الألواح الشمسية بناءً على إجمالي الطاقة التي تستهلكها الأحمال الكهربائية بالنهار والطاقة اللازمة لشحن البطاريات، بينما يتم تحجيم سعة البطاريات بناءً على الأحمال المراد تشغيلها ليلاً.
حساب الأحمال الكهربائية المطلوب تشغليها في النهار
الحمل الكهربائي | القدرة | العدد | مدة التشغيل | الطاقة المستهلكة |
---|---|---|---|---|
ثلاجة انفرتر | 120W | 1 | 6 | 720Wh |
شاشة تلفزيون | 60W | 1 | 5 | 300Wh |
مروحة | 95W | 1 | 6 | 570Wh |
كمبيوتر | 80W | 1 | 6 | 480Wh |
أحمال صغيرة أخرى | 100Wh | |||
إجمالي الطاقة المستهلكة يومياً | 2170Wh/day |
حيث أن
الطاقة المستهلكة لكل صنف (حمل) = قدرة الحمل × العدد × مدة التشغيل
إجمالي الطاقة المستهلكة يومياً = مجموع الطاقة المستهلكة لكل الأحمال الكهربائية.
بالتالي تحتاج إلى نظام شمسي قادر على توليد طاقة تيار مستمر من الألواح الشمسية بقدرة 2170Wh/day، ويفضل إضافة معامل أمان بنسبة 1.3 لتعويض كفاءة الألواح الشمسية ولكي يمكنه من تشغيل كافة الأحمال الكهربائية الموجودة بالجدول.
حساب الأحمال الكهربائية المطلوب تشغيلها في الليل
الحمل الكهربائي | القدرة | العدد | مدة التشغيل | الطاقة المستهلكة |
---|---|---|---|---|
لمبة | 18W | 8 | 8 | 1152Wh |
لمبة | 9W | 3 | 4 | 108Wh |
شاشة تلفزيون | 60W | 1 | 4 | 240wh |
كمبيوتر | 80W | 1 | 5 | 400Wh |
مروحة | 95W | 1 | 3 | 285Wh |
أحمال صغيرة أخرى | 100Wh | |||
إجمالي الطاقة المستهلكة يومياً (واط.ساعة) | 2285Wh |
بإضافة معامل أمان 1.3 بسبب معامل الفقد في البطاريات فإن:
الطاقة المستهلكة ليلاً = إجمالي الطاقة المستهلكة ليلاً × معامل الفقد في البطاريات (1.3)
= 2285 × 1.3 = 2970 واط .ساعة
معنى ذلك تحتاج إلى بطاريات قادرة على تخزين طاقة بمقدار 2970Wh على الأقل.
ويستحسن إضافة معامل عمق التفريغ بنسبة 1.5 حتى لا تفرغ كامل سعة البطاريات، وهذه خطوة تأتي في تحجيم عدد البطاريات المطلوبة.
إجمالي الطاقة المستهلكة من مصفوفة الألواح الشمسية = إجمالي الطاقة المستهلكة نهاراً + إجمالي الطاقة المستهلكة ليلاً
= 2170 + 2970
= 5140 واط ساعة
أي تحتاج إلى نظام شمسي متكامل يمكنه توفير طاقة كهربائية (DC) خلال اليوم الواحد بمقدار 5140 على الأقل، حتى يمكن تشغيل الأحمال الكهربائية وشحن البطاريات في نفس الوقت.
ويفضل دائماً رفع الطاقة الإنتاجية بنسبة 30% فوق الناتج الذي يظهر لنا، لكي يكون هناك استيعاب في المنظومة الشمسية في فصل الشتاء، لأن معدل الإشعاع الشمسي تكون متدنية.
بهذا نكون قد أوجزنا لكم الموضوع على أكمل وجه ممكن مع التوضيح بالشرح والأمثلة لحساب أحمال النظام الشمسي، فهذه خطوة مهمة لا بد من فهمها لأن باقي خطوات تصميم النظام الشمسي ينبني عليها.
اقرأ أيضاً:
المصادر والمراجع
- electrical technology
- بعض الكتب التعليمي
شكرا جزيلا على المعلومات القيمه
العفو عباس كل الاحترام لك على وجودك ونسأل الله لكم التوفيق الدائم